1、郑州大学本科自考助学毕业设计（论文）题 目 110kV 变电站 电气一次设计院 校 郑州大学电气工程学院 专 业 学生姓名 准考证号 指导教师（本科） 指导教师（专科） 2013 年 4 月 16 日目录摘 要 4绪论 5第一章 设计说明 61.1 环境条件 .61.2 电力系统情况 .61.3 设计任 务 .8第二章 电气 主接线设 计 82.1 电气主接线设计原则 82.2 电气主接线设计的基本要 求 82.3 设计方案进行比较 .102.3.1、110KV 主接线的设计 102.3.2、10KV 侧主接 线的设计 .11第三章 主变压 器的选择 .113.1 负荷分析 113.2 主变压
2、器台数的确定 123.3 主变压器相数的确定 123.4 主变压器容量的确定 133.5 站用电设计 13第四章 短路电流计算 .134.1 短路电流计算 的目的及规定 134.2 短路电流计算的基本 假定和计算方法 144.3 短路点的选择 144.4 短路电流计算过程 15第五章 主要电气 设备的选择 .215.1 电气设备选择概述 215.2 高压断路器及隔离开关的选择 225.3 母线的选择 245.4 绝缘子和穿墙套管的选择 255.5 电流互感器的选择 285.6 电压互感器的选择 295.7 熔断器的选择 305.8 避雷器选择 31（1） 型式选择 .31（2） 避雷器灭弧电压
3、 选择 .31mU第六章 继电保护设计及整定 .326.1 主变压器保护设计与 整定 .326.2 母线保护设 计 .34第 3 页第七章 防雷保护和接地装置 347.1 变电多额防雷 原则 .347.2 变电所的防雷设计 .34第八章 配电装置及电气总平面布置设计 35附录:电气设备选型 39展望 .58参考文献 .59摘 要变电站是输电和配电的集结点。其设计质量的好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。本文将设计一个地区终端变电站，并设计终端保护。本说明书以110KV变电站为例，论述了电力系统工程中变电站部分电气部分设计的大致过程。本文通过对拟建终端变电站的概括以及设备的选择
4、，并通过对负荷资料的分析、安全、经济及可靠性方面考虑，确定了110kV， 10kV以及站用电的主接线，然后又通过计算及供电范围确定了主变压器台数，容量及型号，同时也确定了站用变压器的容量及型号，最后，根据最大持续工作电流及短路计算的计算结果，对高压熔断器，隔离开关，母线，绝缘子和穿墙套管，电压互感器，电流互感器进行了选型。对变压器保护整定电流进行了分析计算，设计中也配置了避雷器设计，比较详细地完成了电力系统中变电站设计。本毕业设计对变电站电气部分初步做了较为详细的理论设计，这有待于在今后的学习和工作中进行研究。绪 论电力工业是国民经济的一项基础工业和国民经济发展的先行工业，它是一种将煤、石油、
5、天然气、水能、核能、风能等一次能源转换成电能这个二次能第 5 页源的工业，它为国民经济的其他各部门快速、稳定发展提供足够的动力，其发展水平是反映国家经济发展水平的重要标志。由于电能在工业及国民经济的重要性，电能的输送和分配是电能应用于这些领域不可缺少的组成部分。所以输送和分配电能是十分重要的一环。变电站使电厂或上级电站经过调整后的电能输送给下级负荷，是电能输送的核心部分。其功能运行情况、容量大小直接影响下级负荷的供电，进而影响工业生产及生活用电。若变电站系统中某一环节发生故障，系统保护环节将动作可能造成停电等事故，给生产生活带来很大不利。因此，变电站在整个电力系统中对于保护供电的可靠性、灵敏性
6、等指标十分重要。终端变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。这就要求变电所的能够可靠地运行，只有变电所运行工作，才能发挥它的总用，为人民大众服务，为国民经济的建设服务。因此，怎么保证变电站的正常运行，尤为关键，本次设计就是针对终端变电站而进行的初步保护设计。本次设计得到了辅导老师的指导，但由于个人水平有限，设计中难免会出现瑕疵，望老师予以更正，教诲。第一章 设计说明1.1 环境条件（1）变电站所在高度 200M，地势平坦，属于非强震地区。（2）最高年气温+40 摄氏度，年最低气温-20 摄氏度，年平均温度+15 摄氏度，最热月平均最高温+32 摄氏度。最大覆冰厚度 b=1
7、0mm，最大风速 25m/s 属于我国第六标准气象区。1.2 电力系统情况及概况（1）本新建变电所属于 110KV/10KV 等级，建于某市市区，向市区工业区、生活区等用户供电。（2）110KV 变电站，电缆进线 4 回，近期发展 2 回，远景发展 2 回，向该地区用 10KV 电压等级供电。110KV 以双回路与 10km 外的系统相连。系统一最大方式的容量为 1450 MVA，相应的系统电抗为 0.6；系统二最大的方式为 220 MVA，相应的系统电抗为 0.7，系统一最小运行方式的容量为 1300MVA，相应的系统电抗为 0.65，系统二最小运行方式的容量为 170MVA，相应的系统电抗
8、为0.75。（3） 10KV 电压级，电缆出线 18 回，近期发展 12 回，远景发展 6 回。每回输送功率由区域用电功率决定。（4）线路从系统二 110KV 母线出发至变电所南墙止。全长 10km。在距离系统二北墙 0.25、5、8、9.98km 处转角 、 四次进入变电所。900254、 、 78（5）全线为黄土层地带，地耐力 2.4kg/cm ，天然容重 =2g/ 。内摩3cm擦角 ，土壤电阻率 100cm，地下水位较低，水质良好，无腐蚀性。土023壤热阻系数 =120Ccm/wm。土温 20C。tp（6）110KV 变电站系统接线简图第 7 页系统参数：线路阻抗按 0.4 欧/km3、
9、负荷情况最大负荷(MW)穿越功率(MW)负荷组成（%）电压等级 负荷名称 近期远景近期 远景一级 二级功率因数Tmax(h)线长(km)市系线 10 18 10市甲线 10 18 10备用 1 10110kV备用 2 12棉纺厂 1 2 3 20 40 0.75 5500 3.5棉纺厂 2 2 3 20 40 0.75 5500 3.5印染厂 1 2 4 30 40 0.78 5000 4.5印染厂 2 2 4 30 40 0.78 5000 4.5毛纺厂 2 3 20 40 0.75 5000 2.5针织厂 1 2 20 40 0.75 4500 1.5柴油机厂1 3 4 25 40 0.8
10、 4000 3柴油机厂2 3 4 25 40 0.8 4000 3橡胶厂 1 2 30 40 0.72 4500 3市区 1 1 2 20 40 0.8 2500 2市区 2 1 2 20 40 0.8 2500 2食品厂 1 2 15 30 0.8 4000 1.5备用 1 2备用 2 2备用 3 2备用 4 2备用 5 210kV备用 6 21.3 设计任务（1）变电所总体分析；（2）负荷分析计算与主变压器选择；（3）电气主接线设计；（4）短路电流计算及电气设备选择；第二章 电气主接线设计2.1 电气主接线设计原则 应根据变电所在电力系统的地位和作用，首先应满足电力系统的可靠运行和经济调度
11、的要求。根据规划容量，本期建设规模，输送电压等级，进出线回路数，供电负荷的重要性，保证供电平衡，电力系统线路容量，电气设备性能和周围环境及自动化规划与等级条件确定，应满足可靠性、灵活性、经济性的要求。1. 接线方式：对于变电站的电气接线，当能满足运行要求时，其高压侧应尽可能采用断路器较少或不用断路器的接线，如线路变压器组或桥形接线等。若能满足继电保护要求时，也可采用线路分支接线。在 110kV220kV 配电装置中，当出线 2 回时，一般采用桥形接线；当出线不超过 4 回时，一般采用分段单母线接线。在枢纽变电站中，当 110220kV 出线在 4 回及以上时，一般采用双母接线。 2. 在大容量
12、变电站中，为了限制 610kV 出线上的短路电流，一般可采用下列措施： （1）变压器分列运行； （2）在变压器回路中装置分裂电抗器或电抗器； （3）采用低压侧为分裂绕组的变压器。 （4）出线上装设电抗器。 第 9 页2.2 电气主接线设计的基本要求1、可靠性要求供电可靠性是电力生产和分配的首要要求，主接线首先应满足这个要求。对可靠性应注意的问题：应重视国内外长期运行的实践经验及其可靠性的定性分析。主接线可靠性的衡量标准是运行实践。主接线的可靠性要包括一次部分和相应组成的二次部分在运行中可靠性的综合。主接线的可靠性在很大程度上取决于设备的可靠程度，采用可靠性高的电气设备可以简化接线。要考虑所设计
13、变电所在电力系统中的地位和作用。主接线可靠性的具体要求如下：1) 断路器检修时，不宜影响对系统的供电。2) 断路器或母线故障以及母线检修时，尽量减少停运的回路数和停运时间，并保证对一级负荷及全部或大部分二级负荷的供电。3) 尽量避免发电厂、变电所全部停运的可能性。4) 大机组超高压电气主接线应满足可靠性的特殊要求。2、灵活性要求主接线应满足在调度、检修及扩建时的灵活性。1、 调度时，应可以灵活地投入和切除变压器和线路，调配电源和负荷，满足系统在事故运行方式、检修运行方式以及特殊运行方式下的系统调度要求。2、检修时，可以方便地停运断路器、母线及其继电保护设备，进行安全检修而不致影响电力网的运行和
14、对用户的供电。3、扩建时，可以容易地从初期接线过渡到最终接线。在不影响连续供电或停电时间最短的情况下，投入新装机组、变压气或线路而不互相干扰，并且对一次和二次的改建工作量最少。3、经济性要求1、主接线在满足可靠性、灵活性要求的前提下做到经济合理。1) 主接线应力求简单，以节省短路器、隔离开关、电流和电压互感器、避雷器等一次设备。2) 要能使继电保护和二次回路不过于复杂，以节省二次设备和控制电缆。3) 要能限制短路电流，以便于选择价廉的电气设备或轻型电器。4) 如能满足系统安全运行及继电保护要求，110kV 及以下终端或分支变电所可采用简易电器。2、占地面积小：主接线设计要为配置布置创造条件，尽
15、量使占地面积减少。经济合理地选择变压器的种类（双绕组、三绕组或自藕变压器） 、容量、数量，要避免因两次变压而增加电能损失。在系统规划设计中，要避免建立复杂的操作枢纽，为简化主接线，发电厂、变电所接入系统的电压等级一般不超过两种。2.3 设计方案进行比较2.3.1、110KV 主接线的设计35110kV 变电所设计规范规定，35110kV 线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。3563kV 线路为 8 回及以上时，亦可采用双母线接线。110kV 线路为 6 回其以上时，宜采用双母线接线。 在采用单母线、分段单母线或双母线
16、的 35110kV 主接线中，当不允许停电检修断路器时，可设置旁路设施。 本变电站 110kV 线路有 4 回，其中备用两回。可选择双母线接线或单母线分段接线两种图 3-1 单母分段带旁路接线 图 3-2 单母分段接线方案一供电可靠、运行方式灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，但是运行可靠性和灵活性比方案一稍差。本变电站为地区性变电站，基本不需要外系统支援，110kV 侧是为提高经济效益及系统稳定第 11 页性而倒有一回线路与华中大电网联系，采用方案二能够满足本变电站 110kV 侧对供电可靠性的要求
17、，故选用投资小、节省占地面积的方案二。 设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。装设SF6 断路器时，因断路器检修周期可长达 510 年甚至 20 年，可以不设旁路设施。本变电站 110kV 侧采用 FS6 断路器，不装设旁路母线。接线名称 方案一 方案二 备 注接线简图可靠性 供电可靠 运行可靠性稍差灵活性 运行方式灵活 灵活性稍差经济性 投资大 投资小综合分析 倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，占地面积小方案选择 2.3.2、10KV 侧主接线的设计10KV 侧拟定方案同 110KV 电压等级。根据电力工程电气设计手册第
18、 10-2 节“635KV 配电装置”所述，610KV 配电装置一般均为屋内布置，当出线不带电抗器，一般采用成套开关柜单层布置。且当 635KV 配电装置采用小车式高压开关柜时，不宜采用旁路设施。于是 10KV 侧接线形式分析可按照 110KV 侧分析，草拟方案 I 同上，比较分析同上。鉴于 10KV 侧负荷性质对供电可靠性要求，宜采用方案 II，采用单母分段，手车式高压开关柜屋内配电装置。第三章 主变压器的选择3.1 负荷分析3.1.1 负荷分类及定义（1） 一级负荷：中断供电将造成人身伤亡或重大设计损坏，且难以挽回，带来极大的政治、经济损失者属于一级负荷。一级负荷要求有两个独立电源供电。（
19、2） 二级负荷：中断供电将造成设计局部破坏或生产流程紊乱，且较长时间才能修复或大量产品报废，重要产品大量减产，属于二级负荷。二级负荷应由两回线供电。但当两回线路有困难时（如边远地区） ，允许有一回专用架空线路供电。（3） 三级负荷：不属于一级和二级的一般电力负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。3.1.2 负荷计算最大综合计算负荷的计算可按照公式：（ 3-%1cos1max.maxiitPKS1）求得。式中 同时系数，出线回数较少时，可取 0.90.95，出线回数较多时，tK取 0.850.9；线损，取 5%1cos1max.maxiitPS %518.045.8
20、.045.8.035.8.03285.0 %159046.MVA73.2 主变压器台数的确定对大城市郊区的一次变电所，在中低压侧已构成环网的情况下，变电所以装设两台主变压器为宜。此设计中的变电站符合此情况，因此选择两台变压器即可满足负荷的要求。3.3 主变压器相数的确定（1） 主变压器采用三相或是单相，主要考虑变压器的制造条件、可靠性要求及运输条件等因素。第 13 页（2） 当不受运输条件限制时，在 330KV 及以下的发电厂和变电所，均应采用三相变压器。社会日新月异，在今天科技已十分进步，变压器的制造、运输等等已不成问题，故有以上规程可知，此变电所的主变应采用三相变压器。3.4 主变压器容量
21、的确定装有两台及以上主变压器的变电所中，当其中一台主变压器停运时，其余主变压器的容量一般应满足 60%的全部最大综合计算负荷。即（n-1） （ 3-max6.0SN2）由上可知，此变电站单台主变压器的容量为：60%=79.860%=47.88 MVANSmax所以应选容量为 50 MVA 的主变压器综合以上分析计算，选择变压器型号为 SFSZ750000/110 型 ，其参数如5表 3-1 所示。表 3-1 SFSZ750000/110 变压器参数变压器型号额定容量（KVA）电压（KV） 阻抗电压（%）高压侧 中压侧 低压侧 高中 高低 中低SFSZ750000/1105000011081.2
22、5%38.55% 10.5 17 10.5 6.53.5 站用电设计在有两台及以上主变压器的变电站中，宜装设两台容量相同可互为备用的站用变压器。每台站用变压器容量按全站计算负荷选择。两台站用变压器可分别接自主变压器最低电压不同段母线，如有可靠的 10kV35kV 电源联络线时，亦可一台接入联络线断路器的外侧。站用变压器容量：50kVA 站用变压器应选用低损耗节能型产品。 第四章 短路电流计算4.1 短路电流计算的目的及规定4.1.1 短路电流计算的目的在变电所的电气设计中，短路电流计算是其中的一个重要环节。在选择电气设备时，为保证在正常运行和故障情况下都能安全、可靠地工作，需要进行全面的短路电
23、流计算。例如：计算某一时刻的短路电流有效值，用以校验开关设备的开断能力和确定电抗器的电抗值；计算短路后较长时间短路电流有效值，用以校验设备的热稳定值；计算短路电流冲击值，用以校验设备动稳定。4.1.2 短路电流计算的一般规定 （1） 电力系统中所有电源均在额定负荷下运行；（2） 短路种类：一般以三相短路计算；（3） 接线方式应是可能发生最大短路电流的正常方式（即最大运行方式） ，而不能用仅在切换过程中可能并列运行的接线方式；（4） 短路电流计算点：在正常接线方式时，通过电气设备的短路电流为最大的地点。4.2 短路电流计算的基本假定和计算方法1、基本假定：(1)正常工作时，三相系统对称运行;(2
24、)所有电源的电动势相位角相同;(3)电力系统中所有电源都在额定负荷下运行;(4)电力系统中各元件的磁路不饱和，带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小发生变化。(5)系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中 50%接在高压母线上，50%接在系统侧。（6）短路发生在短路电流为最大值瞬间。 （7）不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流。除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都忽略不计。第 15 页2、计算方法常采用短路电流运算曲线法计算参数，一般按三相短路计算。在网络简化中，对短路点具有局部对称或全部对称的网络，同电位点可以短接，其间的电抗可以略去。4.3 短路点的选择一般选择最
25、大运行方式下通过电器设备的短路电流最大的那些为短路计算点。4.4 短路电流的计算过程取基准容量为 ,基准电压为 ，又依公式：MVASB10avBU; 。计算出基准值如下表 1-1 所示：BBUSI3X2VASB10表 1-1 基准值)(KVB115 37 10.5AI0.552 1.716 6.048)(BX120.23 12.45 1.00（1）计算变压器电抗 %2%)32()13()1(1 kkkk UU= 5.607=10.521)13()32()( kkkk= 5.067=6.5 %21%)21()32()3(3 kkkk UU= 5.067=0 21.0510.10%*1 NBkTS
26、UX 362*BkT 0510103* NBkTSUX( 2 ) 系统等值网络图系统等值网络图如下图 1-1 所示：图 1-1 系统等值网络图( 3 ) 短路计算点的选择选择上图中的 各点。54321dd、第 17 页( 4 ) 短路电流计算（1） 点短路时（如图 1-2 所示）：1d KAUav37次暂态短路电流标幺值的计算： 13.8.0*1* XI次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： KAUSIavB 76.)3(.3* 两相短路电流为： 52.176.8.0冲击电流为： Iish 49.52短路容量为： MVASB733 KAIIsh 6.7.15.1图 1
27、-2 点短路时的系统网络等值简化1d(2) 点短路时（如图 1-3 所示）：2d KAUav5.10图 1-3 点短路时的系统网络等值简化2d次暂态短路电流标幺值的计算： .183.01*2* XI次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： KAUSIavB 71.6)503(.3* 两相短路电流为： 8.71.68.0冲击电流为： Iish 1.725短路容量为： MVASB03.265.03 KAIIsh 1.7.615.（3） 点短路时（如图 1-4 所示）：3d KUav1第 19 页图 1-4 点短路时的系统网络等值简化3d次暂态短路电流标幺值的计算： 27.1
28、86.01*3* XI次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： KAUSIavB 64.0)153(.* 两相短路电流为： .64.08.冲击电流为： Iish 98.25短路容量为： MVASB4.12753 KAIIsh 97.064.15.（4） 点短路时（如图 1-5 所示）： 4d KUav3图 1-5 点短路时的系统网络等值简化4d次暂态短路电流标幺值的计算： 05.193.1*4* XI次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： KAUSIavB 64.)37(.3* 两相短路电流为： 2.164.8.0冲击电流为： Iish 8.5
29、2短路容量为： MVASB105373 KAIIsh 48.6.15.1（5） 点短路时（图 1-6 所示）：5dUav.第 21 页图 1-6 点短路时的系统网络等值简化5d次暂态短路电流标幺值的计算： 1.86.01* XI次暂态（0s）和 4s 时的短路电流相等，三相短路电流有名值为： KAUSIavB 32.6)510(5.3* 两相短路电流为： 47.32.68.0冲击电流为： Iish 2.65短路容量为： MVASB94.135.0 KAIIsh 4.932.615.(5)短路电流的计算结果在本设计中，选取 5 个短路点，分别为 35KV、10KV 的母线，各个电压等级的主变压侧
30、。将所计算最大方式下短路电流值列成表 4-1 所示。表 4-1 最大方式下各个短路点的短路电流值名 称 短路点 基准电压（KV）(KA)三I相（KA）I两相(KA)shi(KA)shIS(MVA)1d37 1.76 1.52 4.49 2.66 112.79210.5 6.71 5.81 17.11 10.13 122.033d115 0.64 0.55 3.98 0.97 127.48437 1.64 1.42 4.18 2.48 105.15d10.5 6.32 5.47 16.12 9.54 114.94第五章 主要电气设备的选择5.1 电气设备选择概述5.1.1 选择的原则（1） 应满
31、足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。（2） 应按当地环境条件校核。（3） 应力求技术先进和经济合理（4） 与整个工程的建设标准应协调一致。（5） 同类设备应尽量减少种类。（6） 选用的新产品均应具有可靠的实验数据。（7） 设备的选择和校验。5.1.2 电气设备和载流导体选择的一般条件（1） 按正常工作条件选择 额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压 UNUNs 额定电流：所选电气设备的额定电流 IN，或载流导体的长期允许电流第 23 页Iy，不得低于装设回路的最大持续工作电流 I max 。计算回路的最大持续工作电流 I max
32、 时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。（2） 按短路状态校验 。 热稳定效验：当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，I t2t Qk，t k=tin+ta，校验电气设备及电缆（3 6KV 厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。 动稳定校验：ies ish，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳定；（3） 短路校验时短路电流的计算条件：所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅
33、在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。5.2 高压断路器及隔离开关的选择5.2.1 断路器及隔离开关的选择方法（1） 选择形式电压等级在 35kV 及以下的可选用户内式少油断路器、真空断路器或 SF 6断路器 ；35kV 的也可选用户外式多油断路器、真空断路器或 SF 断路器 ；电6压等级在 110330kV 范围，可选用户外式少油断路器或 SF 断路器。（2） 选择电压所选断路器的额定电压应大于或等于安装处电网的额定电压。（3） 选择额定电流按 选
34、择断路器的额定电流。maxNI（4） 校验额定开断能力为使断路器安全可靠地切断短路电流，应满足下列条件：（5-NbrkI1）式中 断路器的额定开端电流，kA；NbrI刚分电流，kA。k（5） 校验动稳定按 进行校验。eshi（6） 校验热稳定按 进行校验。2tkIQ隔离开关的选择与断路器选择相比，不用进行额定开断能力校验。其他与断路器均相同，且与其成为配套装置。5.2.2 断路器和隔离开关的选择结果依据上述原则，断路器 选择结果如下表 5-1 所示：5表 5-1 断路器选择的结果安装地点 型号额定电压（KV）额定电流（A）额定开断电流（KA）极限通过电流（KA）热稳定电流（KA）固有分闸时间（
35、S）110KV主变压器侧106LW110 3150 31.5 125 50（3S）0.0335KV 出线侧352S35 2000 6.6 17 6.6(4S) 0.0635KV 主变压器侧235 2000 6.6 17 6.6(4S) 0.0610KV 出线侧10SN10 12500 28.9 71 43.2(1S) 0.0610KV 主变压器侧1010 12500 28.9 71 43.2(1S) 0.06隔离开关 的选择结果如下表 5-2 所示：5表 5-2 隔离开关的选择结果第 25 页安装地点 型号 额定电压（KV）额定电流（A）极限通过电流（KA）热稳定电流（KA）110KV 主变压
36、器侧630/15GW110 630 80 31.5(4S)35KV 出线侧DW535 2000 100 31.5(4S)35KV 主变压器侧DW3535 2000 100 31.5(4S)10KV 出线侧TGN1010 6000 200 105(5S)10KV 主变压器侧1010 6000 200 105(5S)5.3 母线的选择5.3.1 导体选择的一般要求裸导体应根据具体情况，按下列技术条件分别进行选择和校验；工作电流；电晕（对 110KV 级以上电压的母线） ；动稳定性和机械强度；热稳定性；同时也应注意环境条件，如温度、日照、海拔等。导体截面可以按长期发热允许电流或经济密度选择，除配电装
37、置的汇流母线外，对于年负荷利用小时数大，传输容量大，长度在 20M 以上的导体，其截面一般按经济电流密度选择。一般来说，母线系统包括截面导体和支撑绝缘两部分，载流导体构成硬母线和软母线，软母线是钢芯铝绞线，有单根，双分和组合导体等形式，因其机械强度决定支撑悬挂的绝缘子，所以不必效验其机械强度。5.3.2 母线选择的方法（1） 选择母线的材料、截面形状：载流导体一般采用铝质材料，对于持续工作电流在 4000A 及以下时，一般采用矩形导体；在 110KV 及以上高压配电装置，一般采用软导体。软母线（钢芯铝绞线）适用于各个电压等级。（2） 选择母线的截面积：对于汇流母线须按照其最大长期工作电流选择截
38、面积。（3） 校验母线的动稳定和热稳定：如果选用软母线，则此项校验可以省略。（4） 电晕校验：对于 110kV 及以上的母线，还应校验能否发生电晕。但是如果截面积大于最小电晕校验截面积，则不需电晕校验。5.3.3 母线选择结果按照上述过程，母线选择结果如下：35KV：选用 6310（mmmm）双条矩形铝导体，平放，长期允许载流量,集肤效应系数 。AIal18014.sK10KV：选用槽形铝导体，其中 h=225mm,b=105mm,e=12.5mm,r=16mm,双槽导体截面 S=9760 ,集肤效应系数 ，双槽导体长期允许载流量2m57.s，平放，截面系数 ，惯性矩 ,惯性半径AIal105
39、36cmWY490cmIY。crY2.35.4 绝缘子和穿墙套管的选择5.4.1 绝缘子的选择方法在发电厂变电站的各级电压配电装置中，高压电器的连接、固定和绝缘，是由导电体、绝缘子和金具来实现的。所以，绝缘子必须有足够的绝缘强度和机械强度，耐热、耐潮湿。绝缘子型式的选择：对于软导体，由悬式绝缘子悬挂于构架上，所以要选用悬式绝缘子。对于硬母线，则需要支柱绝缘子支撑，所以采用支柱式绝缘子。如果采用悬式绝缘子，则根据相应规定，选择正确的型号和该型号在不同电压等级时所需要的片数即可。如果采用支柱式绝缘子，则按照下面的步骤选择：（1） 按安装地点选择支柱绝缘子一般用于屋内配电装置的选用户内式的，用于屋外
40、配电装置的选用屋外式的。当户外污秽严重时，应选用防污式的。（2） 按电压条件选择支柱绝缘子应满足下式 ： 第 27 页（5-NSU2）式中 所在电网的额定电压，kV ；NSU支柱绝缘子的额定电压，kV。（3） 按短路条件校验支柱绝缘子由于三相母线是通过支柱绝缘子支持和固定的，因此，短路时作用在母线上的相间电动力也会传到支柱绝缘子上，为保证它们在这种情况下不受损坏，应满足下列条件：（5-PF3） 式中 支柱绝缘子的抗弯破坏负荷，N，可从设计手册中查得；PF作用在支柱绝缘子上的相间电动力，N。本设计中 35KV、10KV 均采用硬母线，故这两个电压等级选用支柱绝缘子。5.4.2 穿墙套管的选择方法
41、（1） 根据装设地点可选择屋内型和屋外型，根据用途可选择带导体的穿墙套管和不带导体的母线型穿墙套管。屋内配电装置一般选用铝导体穿墙套管。（2） 额定电压的选择：按穿墙套管的额定电压 不得低于其所在电网额定电压 的条件来选择。NUNSU当有冰雪时，应选用高一级电压的产品。（3） 额定电流的选择：带导体的穿墙套管，其额定电流 不得小于所在回路最大持续工作电流 。NI axIm母线型穿墙套管本身不带导体，没有额定电流选择问题，但应校核窗口允许穿过的母线尺寸。（4） 热稳定效验：满足热稳定的条件为（5-tIQk24）式中 短路电流热效应 ;kQSKA2制造厂家给出的 t 秒内允许通过的热稳定电流（ K
42、A）tI母线型穿墙套管不需进行热稳定效验。（5） 动稳定效验：当三相导体水平布置时，穿墙套管端部所受电动力 （单位为 N）为maxF（5-21721max03.shiLF5）式中 套管端部至最近一个支柱绝缘子间的距离（m ）;1L套管本身长度 （m） 。2caL动稳定效验的条件为（5-deF6.0max6）式中 抗弯破坏负荷（N） ，0.6 为安全系数。deF5.4.3 绝缘子和穿墙套管选择结果按照以上方法，本设计中绝缘子 选择结果如下表 5-3 所示：5表 5-3 绝缘子的选择结果安装地点 型式 型号 高度（mm）机械破坏负荷（KN）35KV 支柱式 ZS-35/8 400 810KV 支柱
43、式 ZL-10/8 170 8穿墙套管 选择结果如下表 5-4 所示：5第 29 页表 5-4 穿墙套管的选择结果型号 额定电压（KV）额定电流（A） 套管长度（mm）机械破坏负荷（KN）CWLC2-10 10 6000 435 12.55.5 电流互感器的选择5.5.1 电流互感器的选择原则电流互感器的选择和配置应按下列条件：型式：电流互感器的型时应根据使用环境条件和产品情况选择。对于620KV 屋内配电装置，可采用瓷绝缘结构和树脂浇注绝缘结构的电流互感器。对于 35KV 及以上配电装置，一般采用油浸式瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器。有条件时，应尽量采用套管式电流互感器。一次回路电压： (
44、)g nuu一 次 回 路 工 作 电 压一次回路电流：max m()gI I一 次 回 路 最 大 工 作 电 压 （ 原 边 额 定 电 流 ）准确等级：要先知道电流互感器二次回路所接测量仪表的类型及对准确等级的要求，并按准确等级要求高的表计来选择。二次负荷： （5-2()nnSIZVA7）（5-22nI8）动稳定： （5-shimdw IK9）式中， 是电流互感器动稳定倍数。dw热稳定： （5-2zIt2mt（ I）10）为电流互感器的 1s 热稳定倍数。tK5.5.2 电流互感器的选择结果电流互感器 的选择结果如下表 5-5 所示5表 5-5 电流互感器的选择结果型号 额定电压（KV）
45、电流比 准确级次组合 热稳定电流（KA）动稳定电流（KA）104LCWB110 5/60321/.B75 13535D35 2P030 75MZ10 /1D/.40 905.6 电压互感器的选择5.6.1 电压互感器的选择原则电压互感器的选择和配置应按下列条件：型式：620KV 屋内互感器的型式应根据使用条件可以采用树脂胶主绝缘结构的电压互感器；35KV110KV 配电装置一般采用油浸式结构的电压互感器；220KV 级以上的配电装置，当容量和准确等级满足要求，一般采用电容式电压互感器。在需要检查和监视一次回路单相接地时，应选用三相五柱式电压互感器或具有第三绕组的单相电压互感器。一次电压 、 为
46、电压互感器额定一次线电压。1un二次电压：按表所示选用所需二次额定电压 。如表 5-6 所示。2nu表 5-6 电压互感器一二次绕组绕组 主二次绕组 附加二次绕组高压侧接入方式接于线电压上 接于相电压上用于中性点直接接地系统中心用于中性点不接地或经消弧线圈接地二次额定电压 100 10/3100 10/3准确等级：电压互感器在哪一准确等级下工作，需根据接入的测量仪表，继电器和自动装置等设备对准确等级的要求确定，规定如下：用于发电机、变压器、调相机、厂用馈线、出线等回路中的电度表，及所有计算的电度表，其准确等级要求为 0.5 级。 供监视估算电能的电度表，功率表和电压继电器等，其准确等级，要求一般为 1 级。用于估计被测量数值的标记，如电压表等，其准确等级要求较低，要求一般
